技术领域本发明涉及实体成形技术，具体涉及一种用于3D打印的粉末材料以及粉末3D打印成形方法。
背景技术：
选择性激光烧结成形(SelectiveLaserSintering,SLS)是目前已商品化的快速成形方法。其工作方法是：首先在工作台上均匀铺上一层很薄的粉末，激光束在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结，从而使粉末固化成截面形状，一层完成后工作缸的工作平面下降一个层厚，铺粉装置在已烧结的表面再铺上一层粉末进行下一层烧结。这个过程重复进行直到制造出整个三维模型。全部烧结完后去掉多余的粉末，再进行打磨、烘干等处理后便获得需要的零件。SLS可以使用多种粉末材料，如陶瓷材料，高分子材料以及它们的复合粉末等。但该方法的缺陷在于不适合加工形状特异的产品，且采用激光烧结设备比较昂贵，且整个制备过程需在真空环境下进行以防止金属粉末被氧化，环境要求高。桌面型喷头打印技术(Three-dimensionalprinting，3DP)是通过喷头用粘结剂将零件的界面“印刷”在粉末材料上，工艺上属于基于三维印刷工艺的3D打印技术。每粘结完一层厚，成型缸下降一个层厚距离，由供粉送料机构平铺送粉并压实，进行下一层的喷涂粘结。由于粘结剂的强度较低等其余因素，该成型技术存在以下缺陷：一、制件强度低，只能做概念型模型；二、成型制件大多需要进行后处理，工艺复杂。且粘结剂容易堵住喷头，维修频繁，效率低下。迭层实体成形技术(LaminatedObjectManufacturing简称LOM)是目前世界上研究技术非常成熟的快速成形方法之一。它利用涂有热熔胶的薄材，由激光切割系统根据三维CAD模型切片得到的轮廓数据进行切割加工。LOM方法通常是由供料机构将涂有热熔胶的薄材送至工作台上方，由热压机构将薄材逐层压紧粘贴，激光切割系统安装计算机提取的3维CAD模型横截面轮廓切出对应得轮廓线。这种成形系统具有以下缺点：一、成型后废料剥离困难，特别是复杂件内部的废料剥离；二、纸质材料原型的抗拉强度和弹性不足；三、原型易吸湿膨胀，成型后需进行防潮处理；四、原型表面有台阶纹理，需进行表面打磨，且精细化不足。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供新型用于3D打印的粉末材料以及粉末3D打印成形方法，其对设备、加工环境要求低，加工效率高。为解决上述存在的问，本发明提供一种用于3D打印的粉末材料，包括：用于3D打印成形的型材粉末，所述型材粉末表面包裹一层粘结剂，所述粘结剂包括酚醛树脂。按上述方案，所述型材粉末为金属、陶瓷、覆膜砂或复合材料。按上述方案，所述金属优选为普通钢，不锈钢，硬质合金，钨基重合金，镍基合金，或钴基合金。按上述方案，所述陶瓷优选为碳化钨，氮化钛或氧化铝。按上述方案，所述复合材料优选为陶瓷纤维增强陶瓷基或者金属基复合材料。一种粉末3D打印成形方法，包括：步骤一：模型分析系统对模型进行分析得出模型每层轮廓的数据信息，并将每层轮廓的数据信息传递给控制系统；步骤二：在工作台上均匀铺一层粉末材料，所述粉末为上述方案中粉末；步骤三：控制系统根据当前层对应的轮廓数据信息，控制喷头喷洒固化剂，使当前层轮廓区域的粉末固联在一起；步骤四：工作台下降一层，重复步骤二和步骤三，直至制成生胚。按上述方案，所述固化剂优选为乌洛托品溶液。按上述方案，还包括步骤五：将生胚进行高温烧结，去除粘结剂。按上述方案，还包括快速固化步骤：控制系统控制喷头喷洒固化剂的过程中开启热源，对当前层轮廓区域进行加热，或者，在生胚制成后开启热源对生胚进行加热。按上述方案，所述每层轮廓的数据信息包括轮廓线各点的坐标数据及层截面的颜色数据。本发明的重要原理在于：固化剂中乌洛托品与粘接剂中的酚醛树脂反应，乌洛托品分解出的甲醛与未反应的邻、对位活性点反应，同时失水形成次甲基键桥，使树脂由热塑性转变为热固性树脂，进一步缩聚得到不溶不熔的体型结构固化产物，从而使坯料外表层结壳硬化。如喷洒固化剂的过程中同时对喷洒区域进行加热，会加速会加快乌洛托品分解甲醛，加快硬化。轮廓区域温度加热至160-180℃固化速度最快。本发明的有益效果在于：1、和粉末注射成型相比，能够生产包含封闭空腔，复杂内腔等三维结构零件；2、在产品生胚制成过程中，只需要将型材粉末中的粘结剂粘结在一起，不需要高能束(激光，电子束，等离子束等)；3、由于型材粉末表面包裹一层粘结剂，在生胚制成过程中，无需防止粉末氧化，故，不需要真空或者保护环境下加工来防止金属颗粒表面氧化；4、喷头喷洒的是固化剂，不会堵塞喷头，设备故障率低，生产效率高；5、将产品生胚高温烧结成产品过程中，整个型材都受到高温处理，其内应力小，机械性能好，其他金属3D成型技术生长过程是固态和液态金属材料共存，最终冷却到室温时产生巨大的内应力；6、产品各部位收缩率一致，最终产品精度高；7、材料广泛，包括金属(普通钢，不锈钢，硬质合金，钨基重合金，镍基合金，钴基合金等)，陶瓷(碳化钨，氮化钛，氧化铝等)，以及复合材料(陶瓷纤维增强陶瓷基或者金属基复合材料)。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明。下面对本发明进一步说明：将型材粉末放入叶片式搅拌机中，加入酚醛树脂溶液(粘结剂)进行搅拌、混碾，充分混合均匀后，放入打印系统的储份缸内。酚醛树脂溶液包括酚醛树脂、乙醇、硬脂酸钙溶剂，其中酚醛树脂加入量为型材粉末(质量分数)的2-3.5％；乙醇加入量为型材粉末(质量分数)的1-1.5％；硬脂酸钙加入量为型材粉末(质量分数)的2-2.8％。型材粉末可以是金属粉末、陶瓷粉末或复合材料粉末。本实施例中的型材粉末为普通钢粉末。固化剂为乌洛托品水溶液，乌洛托品与水(水中可以添加彩色墨水)的比例为1:1.6。步骤一：模型分析系统对模型进行处理得出模型每层轮廓的数据信息(包括每层轮廓的坐标数据以及层截面的颜色数据)，并将每层轮廓的数据信息传递给控制系统，数据信息包括外轮廓线各点的坐标数据及截面的颜色数据；步骤二：在工作台上均匀铺一层粉末材料，所述粉末为上述方案中粉末；步骤三：控制系统根据当前层对应的轮廓数据信息，控制喷头喷洒乌洛托品溶液(固化剂，包括)，使当前层轮廓区域的粉末固联在一起，控制系统控制喷头喷洒固化剂的过程中开启热源，对当前层轮廓区域进行加热，加热温度为160℃至180℃，喷洒固化剂的同时根据当前层的颜色数据信息喷洒彩色颜料；步骤四：工作台下降一层，重复步骤二和步骤三，直至制成生胚。步骤五：将生胚进行高温烧结，去除粘结剂，使相邻型材粉末粘结在一起。实施例2与实施例1的区别在于，所述型材粉末为碳化钨粉末。实施例3与实施例1的区别在于，所述型材粉末为金属基复合材料，在喷洒固化剂过程中不对轮廓区域进行加热，待生胚制成后再对整个生胚进行加热至160℃至180℃，以加速固化。